第2講循環(huán)流化床鍋爐的構(gòu)造及工作原理ppt課件

1、第第2 2講講 循環(huán)流化床鍋爐的構(gòu)造及循環(huán)流化床鍋爐的構(gòu)造及工作原理工作原理一 燃燒室的結(jié)構(gòu)型式二 布風(fēng)裝置三 點(diǎn)火裝置四 物料分離器五 固體物料回送裝置1一、燃燒室（又稱爐膛）的結(jié)構(gòu)型式爐膛結(jié)構(gòu)主要由以下三種：（1）圓形爐膛（2）方形爐膛 又分為正方形和長方形兩種（3）下圓上方型常見的為方形爐膛結(jié)構(gòu)。方形結(jié)構(gòu)的爐膛的優(yōu)點(diǎn)是密封好，鍋爐體積相對較小，鍋爐啟動速度快。啟動時間一般僅是由耐火磚砌筑的爐膛鍋爐的1/31/4。缺點(diǎn)是水冷壁磨損較大。2爐膛的作用流化燃燒傳熱爐膛換熱型式:對流換熱和輻射換熱主要以對流換熱為主3方形燃燒室結(jié)構(gòu)： 爐膛四周由水冷壁圍成。為防止煙氣和物料向外泄露，一般采用膜式水

2、冷壁。這種結(jié)構(gòu)的常常與風(fēng)室、布風(fēng)板連成一體，懸吊在鍋爐剛架上，可以上下自由膨脹。 為了減輕水冷壁受熱面的磨損，目前已投運(yùn)的鍋爐均在爐膛下部密相區(qū)水冷壁內(nèi)側(cè)襯有耐磨耐火材料，厚度一般小于或等于50mm，高度根據(jù)鍋爐容量大小和流化狀態(tài)確定。一般在24m范圍內(nèi)。4爐膛的結(jié)構(gòu)及形狀 瘦而高，凈高大于25米，最低也要大于23米。 爐膛為矩形，深度不大于4.6米。（考慮二次風(fēng)的穿透能力，褲衩型） 中小型CFB鍋爐，爐頂傾角為7度。 濃相區(qū)水冷壁傾角為72度，給煤口入口傾角為45度。 下部為濃相區(qū)-流化速度4-5米。 上部為稀相區(qū)-流化速度5-6米。 爐膛四周是鰭片式水冷壁，一般外徑為60或57mm,壁厚為

3、5mm。 材質(zhì)為20G，節(jié)距為80或100mm,鰭片厚度為6mm。 5爐膛中的設(shè)備 水冷屏：116MW熱水和小型鍋爐不需要 汽冷屏：完成過熱熱需要，小型鍋爐有些有設(shè)計 水冷屏+汽冷屏：蒸發(fā)量在220t/h以上鍋爐有設(shè)計 煤泥入口：在爐膛頂部 二次風(fēng)入口：在6-9米 返料口：在6-7米6爐膛濃相區(qū)的結(jié)構(gòu)布置 給煤口：距布風(fēng)板1.5-2.0米 回灰口：距布風(fēng)板1.52.0米（45度變30度） 二次風(fēng)口：上二次風(fēng)距布風(fēng)板3-5米。下二次風(fēng)距布風(fēng)板1.7-2.5米 播煤風(fēng)口：扁矩形 壓力測點(diǎn)：兩層或三層布置 溫度測點(diǎn)：兩層或三層布置 石灰石入口：單獨(dú)送人、和煤一起送、和回料一起送或走二次風(fēng)口 床上油槍

4、點(diǎn)火： 生物質(zhì)給料口：和煤一起，單獨(dú)。 埋管：CFB沒有。 濃相區(qū)最底部： 水冷布風(fēng)板（床）7爐膛內(nèi)重要參數(shù) 爐膛溫度：850-950 爐膛設(shè)計安全壓力：2450 Pa MFT保護(hù)定置：1500Pa（經(jīng)驗(yàn)） 最高承受壓力：8900Pa 料層壓差（濃相段壓差）6000-9000Pa，點(diǎn)火時4000Pa（經(jīng)驗(yàn)） 爐膛壓差（稀相段壓差）50-1500Pa（經(jīng)驗(yàn)） 爐膛出口負(fù)壓：20-50Pa8濃相段澆注料 澆注料作用：防磨（延長爐子壽命），保證濃相區(qū)溫度 澆注料厚度：6080mm9鍋爐大型化后爐膛的變化10CFB鍋爐爐膛內(nèi)部的燃燒過程 正常燃燒時，在一次風(fēng)機(jī)的作用下，具有一定數(shù)量和動能的空氣，經(jīng)床下

5、啟動燃燒器、水冷風(fēng)室、床上風(fēng)帽，將床上物料（煤+炭火+返料灰+石灰石）吹起來，較大的顆粒在其自身重力作用下向下跌落，與吹起來的粒子發(fā)生碰撞、產(chǎn)生破碎，不斷更新粒子的燃燒外表面，使燃燒即快又好。在上升的火焰和炭火流中，既有分子團(tuán)的不斷形成與擴(kuò)散，又有物料的強(qiáng)烈碰撞與返混，使燃燒的炭火流就像金色的噴泉充滿整個爐膛空間。由于流化速度比較高，離開爐膛的煙氣要帶走一定數(shù)量的灰，經(jīng)過旋風(fēng)分離器、上料腿、回料閥、下料腿，再一次回到床上參加流化、燃燒、傳熱，顧名思義，叫循環(huán)流化床鍋爐。11二、布風(fēng)裝置 流化床布風(fēng)裝置主要由布風(fēng)板（包括花板和風(fēng)帽）、隔熱層、風(fēng)室和風(fēng)道組成。布風(fēng)裝置的主要作用有：（1）支撐床料。

6、（2）均勻布風(fēng)。（3）流化床料。（4）及時排出流化性能差、在布風(fēng)板上沉積的大顆粒，避免流化分層。12布風(fēng)板對布風(fēng)板的要求是: 布風(fēng)板阻力越大，布風(fēng)越均勻。 布風(fēng)板阻力應(yīng)為床層阻力的24%-30%才可維持床層穩(wěn)定運(yùn)行。布風(fēng)板上安裝風(fēng)帽、砌筑隔熱層。隔熱層分三層砌筑：密封層 32mm絕熱層 60mm 不大于135mm耐火層 不大于35mm13布風(fēng)板的型式14風(fēng)帽風(fēng)帽的作用：是使進(jìn)入流化床的空氣產(chǎn)生第二次分流并具有一定的動能，以減少初始?xì)馀莸纳珊褪沟撞看诸w粒產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾動，避免粗顆粒的沉積，減少冷渣含碳損失。風(fēng)帽還有產(chǎn)生足夠的壓降、均勻布風(fēng)的作用。風(fēng)帽分類：（1）小孔徑風(fēng)帽（2）大孔徑風(fēng)帽常用的風(fēng)

7、帽為大孔徑鐘罩式風(fēng)帽15風(fēng)帽設(shè)計參數(shù) 設(shè)計風(fēng)帽阻力： 由三部分阻力組成，一般在2500Pa-3500Pa之間 風(fēng)帽孔型： 水平（系數(shù)1.95）或下傾10度（系數(shù)1.65 風(fēng)帽開孔率： 3%-3.5%16例：HG風(fēng)帽HG水冷布風(fēng)板HG風(fēng)帽17風(fēng)室風(fēng)室的作用：起到均流和穩(wěn)壓的作用，使氣體從風(fēng)室進(jìn)入后降低流速，將動壓變?yōu)殪o壓。對風(fēng)室的要求：（1）具有一定的強(qiáng)度和較好的氣密性，在工作條件下不變形、不漏風(fēng)。（2）具有較好的均流和穩(wěn)壓作用。（3）結(jié)構(gòu)簡單，便于維護(hù)檢修，且風(fēng)室應(yīng)設(shè)有檢修門和放渣門。18三、點(diǎn)火裝置點(diǎn)火過程:（1）床料加熱 固定床點(diǎn)火 流化床點(diǎn)火（2）試投燃料 間斷投煤（3）過渡到正常運(yùn)行床

8、下啟動燃燒器必須設(shè)置火檢（FSSS-MFT），防止爆炸。19點(diǎn)火燃燒器床上點(diǎn)火燃燒器床下點(diǎn)火燃燒器作用： 點(diǎn)火（手動、遠(yuǎn)控、自動） 低負(fù)荷穩(wěn)燃(自動)作用： 點(diǎn)火助燃 低負(fù)荷穩(wěn)燃(自動)20大型循環(huán)流化床鍋爐采用的風(fēng)道燃燒器21222324252627四、物料分離器物料分離器的作用： 是將大量的高溫固體物料從煙氣中分離出來，送回到燃燒室，以維持燃燒室內(nèi)較高的固體顆粒濃度，并保證燃料和脫硫劑多次循環(huán)和反復(fù)燃燒。28物料分離器的分類 （1）按分離原理分類 離心分離 （常用） 慣性分離 組合分離（2）按進(jìn)口溫度分類 高溫分離 （常用） 中溫分離 低溫分離（3）按是否冷卻分類 絕熱式 （小機(jī)組） 水（

9、汽）冷式 （大機(jī)組）29旋風(fēng)分離器 高溫旋風(fēng)分離器是目前國際上采用的較為普遍的一種分離器。它是利用慣性離心分離的原理設(shè)計。 旋風(fēng)分離器的分離效率直接影響鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。對循環(huán)倍率、燃燒效率、穩(wěn)定燃燒、帶負(fù)荷能力、脫硫效率等都有決定性影響。是燃燒心臟的心臟。30實(shí)例實(shí)例： HG-440t/h CFBBHG-440t/h CFBB旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器 外徑：8084mm 內(nèi)徑：7360mm 進(jìn)口：下傾10 中心筒偏置 中心筒呈倒錐形 進(jìn)口外緣加帽檐31分離器內(nèi)部重要部件中心筒32高溫絕熱旋風(fēng)分離器組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 進(jìn)口段（導(dǎo)流加速段） 圓筒體 錐體 中心筒33高溫絕熱式旋風(fēng)分離器高溫絕熱

10、式旋風(fēng)分離器 筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu) 表面為耐磨表面為耐磨耐火材料層耐火材料層34高溫絕熱旋風(fēng)分離器的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡單 分離效率高 缺點(diǎn) 熱慣性大，啟動時間長 易結(jié)焦 體積龐大，布置困難35 為克服上述缺點(diǎn)，冷卻型高溫旋風(fēng)分離器誕生了。為克服上述缺點(diǎn)，冷卻型高溫旋風(fēng)分離器誕生了。36汽（水）冷分離器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 汽冷（水冷）汽冷（水冷）優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 熱慣性小，啟動時間短熱慣性小，啟動時間短 不易結(jié)焦不易結(jié)焦 缺點(diǎn) 制造工藝復(fù)雜，昂貴制造工藝復(fù)雜，昂貴37 為克服水（汽）冷型旋風(fēng)分離器制造工藝復(fù)雜缺點(diǎn)，方形分離器誕生了。38方形分離器結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 方形優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 不易結(jié)焦 制造工藝簡單

11、成本低 缺點(diǎn) 分離效率普通旋風(fēng)分離器方形分離器爐膛爐膛39方形分離器的改進(jìn)切角切角帶加速段帶加速段40 小結(jié)：三代分離器（離心式）41五、固體物料回送裝置組成：回料裝置一般由上料退、回料閥和下料腿組成。作用： （1）形成穩(wěn)定的灰循環(huán)（料位重力壓差）（2）防止煙氣反竄（3）將負(fù)壓區(qū)的灰送到正壓區(qū)思考：物料怎樣實(shí)現(xiàn)從壓力低的分離器流向壓力高的爐膛？42物料回送機(jī)構(gòu)回料閥（非機(jī)械閥） U型閥43U型閥工作過程44回料閥的作用 防止煙氣反竄 形成自平衡送灰回料閥的阻 力：回料閥空床阻力4000帕-5000帕左右回料閥的內(nèi)部工作狀態(tài)：回料器內(nèi)的兩個狀態(tài)（松動、流化）45CFB鍋爐燃燒過程中的七個狀態(tài) 爐

12、膛濃相區(qū)-紊流狀態(tài) 爐膛稀相區(qū)-高速流化狀態(tài) 旋風(fēng)分離器-旋轉(zhuǎn)狀態(tài) 上料腿-移動狀態(tài)（不是流動） 回料器-鼓泡狀態(tài)+流化狀態(tài) 下料腿-流動狀態(tài)46自平衡回料原理 U型閥又稱“自平衡閥”，自平衡回料是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？P1P2小流量小流量大流量大流量47回料閥工作要求：保證輸送風(fēng)一定 大于松動風(fēng)。回料閥的調(diào)整方式有以下幾種： 風(fēng)帽數(shù)量不等 風(fēng)帽相等，開孔數(shù)量不等 開孔數(shù)量相等，孔徑不等 風(fēng)管相同，風(fēng)門調(diào)整 風(fēng)管不同，開孔不等48回料灰的八個作用 減少尾部受熱面的磨損 再生脫硫 回收可燃質(zhì)，提高燃燒效率 調(diào)節(jié)床溫 調(diào)節(jié)床壓 調(diào)節(jié)負(fù)荷（調(diào)節(jié)燃燒） 調(diào)節(jié)汽溫 調(diào)節(jié)汽壓49小循環(huán)量小循環(huán)量大循環(huán)量大循環(huán)量50容積式風(fēng)機(jī)提供返料風(fēng)返料風(fēng)的要求： 壓頭高、流量小 流量基本不隨壓頭變化容積式風(fēng)機(jī)容積式風(fēng)機(jī)如：羅茨風(fēng)機(jī)如：羅茨風(fēng)機(jī)羅茨風(fēng)機(jī)工作原理51羅茨風(fēng)機(jī)工作方式 羅茨風(fēng)機(jī)出力可自動調(diào)節(jié)，返料灰多風(fēng)壓自動加大，返料灰少風(fēng)壓自動